KR100230066B1 - Indirect vacuum measurement apparatus of field emission display device and measurement method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하부기판에 홀이 형성되어 있는 전계방출 표시소자를 설치할 수 있고 제2진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내부의 표시소자의 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 상기 유리관 끝에 설치되는 진공펌프와, 상기 유리관 중간에 설치되는 제1진공 게이지와, 상기 표시소자 하부기판의 표면에 설치되는 산소센서를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치를 이용하여 상기 진공챔버 내부와 패케이징 하려는 전계방출 표시소자 내부의 공기를 방출시키고, 상기 표시소자 내부의 예상 진공도가 진공챔버 내부의 압력과 같은 경우 산소센서를 작동시킨 다음, 상기 산소센서에서 측정되는 일정한 전류치를 측정하고, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 계산하여 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 예측하는 전계방출 소자의 간접 진공 측정방법에 관한 것이다.The present invention provides a vacuum chamber in which a field emission display device having a hole is formed in a lower substrate, and a second vacuum gauge is installed, and a glass tube is inserted into a hole formed in the lower substrate of the display element inside the vacuum chamber. By using an indirect vacuum measuring device of the field emission display device including a vacuum pump installed at the end of the glass tube, a first vacuum gauge installed in the middle of the glass tube, and an oxygen sensor provided on the surface of the lower substrate of the display element; Emission of air inside the field emission display device to be packaged inside the vacuum chamber and the expected vacuum degree inside the display device is operated at the same time as the pressure inside the vacuum chamber. Field emission display device by calculating the degree of vacuum inside the packaged field emission display device An indirect vacuum measurement method of a field emission device for predicting the degree of vacuum inside.

Description

전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치 및 측정방법Indirect vacuum measuring device and measuring method for field emission display device

제1도는 본 발명에 따른 진공챔버 내부에 설치되어 진공 패케이징되는 전계방출 표시소자의 진공도를 간접적으로 측정하기 위한 것을 나타낸 도면.1 is a view showing for indirectly measuring the degree of vacuum of the field emission display device which is vacuum-packaged and installed inside the vacuum chamber according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 전계방출 표시소자와 진공펌프를 연결하는 유리관 내부의 압력분포를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the pressure distribution inside the glass tube connecting the field emission display device and the vacuum pump according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 전계방출 표시소자 2 : 진공챔버1: field emission display device 2: vacuum chamber

3 : 제1진공 게이지 4 : 제2진공 게이지3: first vacuum gauge 4: second vacuum gauge

5 : 산소센서 6 : 진공펌프5: oxygen sensor 6: vacuum pump

7 : 공기배출용 유리관7: glass tube for air discharge

본 발명은 전계 방출 표시소자(FED)의 진공밀봉시 상기 소자 내부의 진공도를 측정하기 위한 진공측정방법에 관한 것으로, 특히 전계방출 표시소자 사이의 직접적인 진공측정은 할 수 없으므로 진공밀봉하기 위해 상기 표시소자를 진공챔버 내부에 설치하여 상기 진공챔버 내부에 진공게이지와 상기 표시소자 하부기판상에 산소센서를 설치하고, 진공펌프를 연결하는 유리관을 삽입하여 상기 유리관 사이에 진공 게이지를 설치하여, 간접적인 방법으로 상기 표시소자 내부의 실제 진공도를 예상할 수 있는 전계방출 표시소자 내부의 진공도의 간접측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum measuring method for measuring the degree of vacuum inside the device during vacuum sealing of the field emission display device (FED), and in particular, since the direct vacuum measurement between the field emission display device is not possible, An element is installed inside the vacuum chamber to install a vacuum gauge inside the vacuum chamber and an oxygen sensor on the lower substrate of the display element, and insert a glass tube connecting the vacuum pump to install a vacuum gauge between the glass tubes. The present invention relates to an indirect measurement method of a vacuum degree within a field emission display device capable of predicting the actual vacuum degree inside the display device.

일반적으로 전자를 방출하는 소자는 내부를 진공상태로 만들어 전자를 방출하는 소자를 보호하고 전자의 흐름을 양호하게 하고 있다.In general, the device that emits electrons vacuums the inside to protect the device that emits electrons and improve the flow of electrons.

전계방출 표시소자의 경우에는 내부를 진공상태로 만들어 팁을 보호하고 전자의 흐름을 원활하게 하기 위하여 고진공이 필수적이므로 하부기판에 초음파를 이용하여 구멍을 뚫고, 끝이 개봉된 유리관을 삽입하고 상부기판과 하부기판의 테두리를 밀봉물질을 이용하여 밀봉시킨 다음, 상기 유리관의 다른쪽 끝에 진공펌프를 설치하여 상기 진공펌프에 의해 상기 상하부 기판사이를 진공상태로 만들면서 유리관 근처에서 진공도를 측정한다. 최종적으로 원하는 상태의 진공도에 도달하면 연결되어 있는 유리관의 하부기판에 인접한 부분을 토치나 레이저를 사용하여 열을 가함으로서 절단 밀봉하는 방법으로 전계방출 표시소자의 내부를 진공상태로 만들었다.In the case of the field emission display device, high vacuum is essential to protect the tip by making the inside vacuum and to facilitate the flow of electrons. Therefore, a hole is made by using ultrasonic waves in the lower substrate, and an open end of the glass tube is inserted, and the upper substrate is used. After sealing the edge of the lower substrate with a sealing material, and then install a vacuum pump at the other end of the glass tube to measure the degree of vacuum near the glass tube while making a vacuum state between the upper and lower substrates by the vacuum pump. Finally, when the desired degree of vacuum is reached, the inside of the field emission display device is vacuumed by cutting and sealing the portion adjacent to the lower substrate of the connected glass tube by using a torch or a laser.

그러나 상기의 방법에 의해 전계방출 표시소자를 진공상태로 만들면서 상기 소자와 진공펌프를 연결하는 유리관 사이에 진공 게이지를 설치하여 유리관 내부의 진공도로 상기 소자내부의 진공도를 예측하기 때문에 내부의 정확한 진공도를 확인할 수 없다는 문제점이 있다.However, by making the field emission display device into a vacuum state by the above method, a vacuum gauge is installed between the device and the glass tube connecting the vacuum pump to predict the degree of vacuum inside the glass tube, so the accurate vacuum level inside the device is estimated. There is a problem that can not be confirmed.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전계방출 표시소자를 진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버 내부에 설치하고, 상기 표시소자의 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 진공펌프와 진공 게이지를 설치하며, 상기 하부기판상에 산소센서를 설치하여 산소센서와 유리관 사이에 설치되어 있는 진공게이지를 이용하여 상기 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 간접적으로 예측하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problem, the present invention installs a field emission display device in a vacuum chamber in which a vacuum gauge is installed, and inserts a glass tube into a hole formed in a lower substrate of the display device to provide a vacuum pump and a vacuum gauge. An oxygen sensor is installed on the lower substrate to indirectly predict the degree of vacuum in the field emission display device using a vacuum gauge installed between the oxygen sensor and the glass tube.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부기판에 홀이 형성되어 있는 전계방출 표시소자를 설치할 수 있고 제2진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내부의 표시소자의 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 상기 유리관 끝에 설치되는 진공펌프와, 상기 유리관 중간에 설치되는 제1진공 게이지와, 상기 표시소자 하부기판의 표면에 설치되는 산소센서를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치를 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a vacuum chamber in which a field emission display device having a hole is formed in a lower substrate and a second vacuum gauge is formed, and formed in the lower substrate of the display element inside the vacuum chamber. Indirect vacuum of the field emission display device including a vacuum pump installed at the end of the glass tube by inserting a glass tube in the hole, a first vacuum gauge installed in the middle of the glass tube, and an oxygen sensor provided on a surface of the lower substrate of the display element. It features a measuring device.

또한, 진공 패케이징 하려는 부분에 진공 연결용 유리관을 연결시킨 후 진공챔버에 설치하는 단계와, 상기 진공챔버 내부와 패케이징 하려는 전계방출 표시소자 내부의 공기를 방출시키는 단계와, 상기 표시소자 내부의 예상 진공도가 진공챔버 내부의 압력과 같은 경우 산소센서를 작동시키는 단계와, 상기 산소센서에서 측정되는 일정한 전류치를 측정하는 단계와, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 계산하는 단계와, 경우에 따라서 진공챔버 내부의 진공도를 변화시켜 상기 진공도의 변화에 따른 표시소자 내부의 압력변화를 측정하는 단계를 포함하는 전계방출 표시소자 내부 진공도를 간접적으로 측정하는 방법을 특징으로 한다.The method may further include connecting the glass tube for vacuum packaging to a portion to be vacuum packaged and installing the glass tube in a vacuum chamber, and discharging air inside the vacuum chamber and the field emission display device to be packaged. Operating an oxygen sensor when the expected vacuum degree is equal to the pressure inside the vacuum chamber, measuring a constant current value measured by the oxygen sensor, and calculating a vacuum degree inside the packaged field emission display device. And indirectly measuring the degree of vacuum in the field emission display device, including changing the degree of vacuum in the vacuum chamber in some cases and measuring a pressure change in the display device according to the change in the degree of vacuum.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 간접적으로 측정하기 위한 장치들의 구성을 나타낸 것으로서, 진공으로 패케이징 되는 전계방출 표시소자(1)가 제2진공 게이지(4)가 설치되어 있는 진공챔버(2) 내부에 설치되어 있고, 상기 표시소자의 하부기판상에는 산소센서(5)가 설치되어 있으며, 상기 하부기판상의 홀에는 공기를 배출하기 위한 유리관(7)이 설치되어 있고, 상기 유리관의 끝부분에는 공기를 뽑아내기 위한 진공펌프(6)가 설치되어 있고, 상기 유리관 중간에는 제1진공 게이지(3)가 설치되어 있다.FIG. 1 shows the configuration of devices for indirectly measuring the degree of vacuum inside the field emission display device according to the present invention, in which the field emission display device 1 packaged with vacuum is provided with a second vacuum gauge 4. It is installed inside the vacuum chamber 2, the oxygen sensor 5 is provided on the lower substrate of the display element, the glass tube 7 for discharging air is provided in the hole on the lower substrate, At the end of the glass tube, a vacuum pump 6 for extracting air is provided, and in the middle of the glass tube, a first vacuum gauge 3 is provided.

상술한 간접진공 측정장치를 사용하여 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 예측하는 방법은, 먼저 진공챔버(2) 내부와 패케이징하려는 전계방출 표시소자(1) 내부의 공기를 진공펌프(6)를 이용하여 배출시키고, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자(1) 내부의 예상진공도와 진공챔버(2) 내부의 진공도와 같을 경우 산소센서(5)를 작동시킨다. 다음으로 상기 작동중인 산소센서(5)에서 측정되는 전류치를 측정하고 제1진공 게이지(3)에서 측정되는 값을 이용하여 패케이징되는 표시소자(1) 내부의 진공도를 계산하게 된다.The method of estimating the degree of vacuum inside the field emission display device using the indirect vacuum measuring device described above firstly extracts air from the inside of the field emission display device 1 to be packaged with the inside of the vacuum chamber 2. And the oxygen sensor 5 is operated when the expected vacuum degree inside the packaged field emission display device 1 and the vacuum degree inside the vacuum chamber 2 are equal to each other. Next, the current value measured by the operating oxygen sensor 5 is measured and the degree of vacuum inside the packaged display device 1 is calculated using the value measured by the first vacuum gauge 3.

또한, 경우에 따라서는 진공챔버(2) 내부의 진공도를 변화시켜 그 변화에 따른 패케이징되는 표시소자(1) 내부의 압력 변화를 측정할 수 있다.In some cases, a change in the degree of vacuum in the vacuum chamber 2 may be changed to measure a change in pressure in the packaged display device 1 according to the change.

상기 제1도에서 산소센서가 설치되는 있는 전계방출 표시소자의 내부 부분을 'a'라 하고, 제1진공 게이지가 설치되는 유리관이 삽입된 전계방출 표시소자부분을 'b'라 하고, 제1진공게이지가 설치된 부분을 'c'라 하며, 진공펌프가 설치된 부분을 'd'라 할때, 각 부분에 나타나는 압력의 분포는 제2도에 도시된 바와 같이 Pb, Pc, Pd에 관한 그래프로 나타낼 수 있다.In FIG. 1, the inner portion of the field emission display device in which the oxygen sensor is installed is referred to as 'a', and the field emission display device portion into which the glass tube in which the first vacuum gauge is installed is inserted is referred to as 'b'. When the part where the vacuum gauge is installed is called 'c' and when the part where the vacuum pump is installed is called 'd', the pressure distribution in each part is shown in P b , P c , and P d as shown in FIG. Can be represented as a graph.

이때 Pb는 상기 'b'부분의 압력이고, Pc는 'c'부분의 압력을 나타내며, Pd는 'd'부분의 압력을 나타낸 것이다.At this time, P b is the pressure of the 'b' portion, P c represents the pressure of the 'c' portion, P d represents the pressure of the 'd' portion.

따라서 'b-c' 구간의 유체 흐름도(C)는 다음의 식으로 계산이 가능하다.Therefore, the fluid flow chart C of the 'b-c' section can be calculated by the following equation.

상기 식에서 전송율(transmission probability)은 사용되는 유리관의 길이와 직경의 비로부터 구할 수 있다.The transmission probability in the above equation can be obtained from the ratio of the length and diameter of the glass tube used.

또한 상기 식으로부터 'c-d'구간의 유체 흐름도도 구할 수 있다.In addition, a fluid flow chart of the 'c-d' section can be obtained from the above equation.

이때 'b-c'구간과 'c-d' 구간의 사이에서 진공되는 양은 같으므로,At this time, the amount of vacuum between the 'b-c' section and the 'c-d' section is the same,

C1(Pb-Pc)=C2(Pc-Pd)=SPd C 1 (P b -P c ) = C 2 (P c -P d ) = SP d

(C1: 'b-c' 구간유체 흐름도, C2: 'c-d' 구간의 유체 흐름도, S: 펌핑 스피드)(C 1 : flow chart of section 'bc', C 2 : flow chart of section 'cd', S: pumping speed)

상기 식에서 펌프내의 압력 Pd를 소거하면 'B'에서의 압력 Pb는 다음의 식으로 구할 수 있다.When the pressure P d in the pump is eliminated in the above equation, the pressure P b at 'B' can be obtained by the following equation.

상기 식에서 유체 흐름도는 계산으로 구할 수 있으며, 펌프의 속도 역시 알수 있는 값이고, Pc는 측정되는 값이다.In the above equation, the fluid flow can be calculated by calculation, the speed of the pump is also known, and P c is the measured value.

그러나 상기 식을 적용하기 전에 점검해야 하는 것은 'a'와 'b'부분의 압력구배이다.However, before applying the above equation, it is necessary to check the pressure gradient in the 'a' and 'b' sections.

상기 식으로 구할 수 있는 Pb의 값은 그 부피가 크므로 전체적으로 균일한 압력분포를 가진다. 그러나 전계방출 표시소자와 같이 고진공으로 만들어야 할 부분의 체적이 작을 경우 위치에 따른 압력의 불균형이 예상된다.The value of P b , which can be obtained by the above formula, has a uniform pressure distribution as a whole because of its large volume. However, when the volume of the portion to be made high vacuum, such as the field emission display element, is small, pressure unbalance can be expected depending on the position.

상기 이유는 고진공 내의 기체분자의 운동은 분자성 운도에 따르고 분자들이 벽과의 충돌 이후의 행로는 충돌전의 행로와 무관하게 벽에 수직한 방향으로의 행로가 가장 높은 확률을 갖는 코사인 법칙을 따른다. 따라서 전계방출 표시소자와 같이 진공을 만들려는 부분의 두께가 얇은 경우 각기 다른 방향으로의 분자의 운동이 제약을 받는 이방성을 나타내므로 진공이 전체적으로 균일하지 않고 어떤 압력구배를 갖게된다.The reason is that the movement of gas molecules in high vacuum depends on molecular cloudiness, and the path after the molecules collide with the wall follows the cosine law with the highest probability that the path in the direction perpendicular to the wall is independent of the path before the collision. Therefore, when the thickness of the part to be made of a vacuum, such as a field emission display device, is thin, it shows anisotropy in which the movement of molecules in different directions is restricted, so that the vacuum is not uniform as a whole and has a certain pressure gradient.

그러므로 'a'부분과 'b'부분의 압력을 예상할 수 있다. 이때 상기 압력차이는 산소센서에 의해 전류의 측정으로 산출할 수 있다. 즉 패케이징 되는 전계방출 표시소자와 진공챔버(챔버 내의 압력은 균일하다고 가정할 수 있다)사이의 압력차이는 진공중의 산소압력 구배에 의한 전류의 흐름으로 그 압력차이를 산출할 수 있다.Therefore, the pressure in the 'a' and 'b' sections can be estimated. At this time, the pressure difference can be calculated by measuring the current by the oxygen sensor. That is, the pressure difference between the packaged field emission display element and the vacuum chamber (the pressure in the chamber can be assumed to be uniform) can be calculated by the flow of current due to the oxygen pressure gradient in the vacuum.

또한, 패케이징된 전계방출 표시소자의 압력을 일정하게 유지하고 챔버내의 압력을 변화시키면서 산소센서에 측정된 전류변화로 그 압력차이를 계산할 수 있다. 상기와 같은 측정으로부터 챔버에 대한 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 압력을 역으로 산출할 수 있다.In addition, while maintaining the pressure of the packaged field emission display device constant and changing the pressure in the chamber, the pressure difference can be calculated by the current change measured in the oxygen sensor. From the above measurements, the pressure inside the packaged field emission display device to the chamber can be calculated inversely.

상술한 바와 같이 본 발명의 간접 진공측정 방법으로 패케이징 되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 챔버 내의 압력과 산소센서에서 측정되는 전류변화로 부터 산출이 가능하며, 상기 산소센서를 여러부분에 설치하면 거리에 따른 압력분포도 측정할 수 있다.As described above, the degree of vacuum inside the field emission display device packaged by the indirect vacuum measurement method of the present invention can be calculated from the pressure change in the chamber and the current measured by the oxygen sensor, and the oxygen sensor is installed in various parts. The pressure distribution over distance can also be measured.

또한 상기 챔버내의 압력을 변화시키면서 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 압력과 챔버내의 압력변화를 유도하여 그에 따른 상기 표시소자 내부의 압력변화 측정을 통하여 상기에서 측정된 값들을 보정하는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to induce the pressure inside the field emission display device to be packaged while changing the pressure in the chamber and the pressure change in the chamber to correct the measured values by measuring the pressure change inside the display device accordingly. .

Claims (3)

하부기판에 홀이 형성되어 있는 전계방출 표시소자를 장착할 수 있고 제2진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내부의 표시소자 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 상기 유리관 끝에 설치되는 진공펌프와, 상기 유리관 중간에 설치되는 제1진공 게이지와, 상기 표시소자 하부기판의 표면에 설치되는 산소센서를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치.The glass tube is inserted into a vacuum chamber in which a field emission display device having a hole is formed in a lower substrate and a second vacuum gauge is installed, and a glass tube is inserted into a hole formed in the lower substrate of the display element inside the vacuum chamber. An indirect vacuum measuring device for a field emission display device comprising a vacuum pump installed at an end, a first vacuum gauge installed in the middle of the glass tube, and an oxygen sensor provided on a surface of the lower substrate of the display device. 진공 패케이징 하려는 부분에 진공 연결용 유리관을 연결시킨 후 진공챔버에 설치하는 단계와, 상기 진공챔버 내부와 패케이징 하려는 전계방출 표시소자 내부의 공기를 방출시키는 단계와, 상기 표시소자 내부의 예상 진공도가 진공챔버 내부의 압력과 같은 경우 산소센서를 작동시키는 단계와, 상기 산소센서에서 측정되는 일정한 전류치를 측정하는 단계와, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 계산하는 단계를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정방법.Connecting a glass tube for vacuum connection to a portion to be vacuum packaged and installing the glass tube in a vacuum chamber, and discharging air inside the vacuum chamber and the field emission display device to be packaged; Operating an oxygen sensor when the expected vacuum degree is the same as the pressure in the vacuum chamber, measuring a constant current value measured by the oxygen sensor, and calculating a vacuum degree in the packaged field emission display device. Indirect vacuum measurement method of a field emission display device comprising. 제2항에 있어서, 상기 진공챔버 내부의 진공도를 변화시켜 상기 진공도의 변화에 따른 상기 표시소자 내부의 압력변화를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정방법.3. The method of claim 2, further comprising measuring a change in pressure inside the display device according to a change in the degree of vacuum by changing a degree of vacuum inside the vacuum chamber. 4.
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